JP3811566B2

JP3811566B2 - Moving body positioning method, moving body positioning apparatus, and unmanned moving body guidance apparatus

Info

Publication number: JP3811566B2
Application number: JP2553798A
Authority: JP
Inventors: 比呂史米沢; 正一阪田; 剛士井上; 桂造池田; 幸治中埜
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daihen Corp
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daihen Corp
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: JPH11223670A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衛星測位システムを用いて移動体の現在位置特定情報を作成する測位方法、測位装置および無人移動体の誘導装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋外型の無人変電所等においては、所定のエリア（例えば４００ｍ四方といった変電所の敷地）を巡回して行う各種設備の定期点検を、搬送車に搭載したロボットを用いて無人化することが考えられている。
【０００３】
このような目的に用いられる無人搬送車の誘導装置では、軌道に沿って搬送車を誘導することも考えられたが、有軌道誘導方式では誘導順路の変更に対する柔軟性に欠けている。そこで、近年では誘導順路の変更に対する適応性を考慮して、衛星測位システムの一種であるＤＧＰＳ（Defferential Global Positioning System）を用いて誘導位置を正確に把握することで無軌道誘導方式を実現している。
【０００４】
ＤＧＰＳは、移動体（この場合は無人搬送車）の現在位置特定操作のほかに、予め位置を登録しておいた固定局においても現在位置特定操作を行い、この固定局における現在位置特定結果と登録した固定局の位置との間のずれ量に基づいて、移動体の現在位置特定情報の補正を行う測位方式である。ＤＧＰＳを用いた誘導装置では、現在位置特定誤差を±１ｍ以下に収めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようにして測位精度を高めた無人搬送車の誘導装置においても、ＧＰＳデータのドリフトにより測位精度が低下して、誘導制御が思うよう行かない場合があるという問題があった。
【０００６】
ＧＰＳデータのドリフトは、・マルチパスによるドリフト、・ＳＡ（Selective Availability:作為的劣化措置）によるドリフト、・固定局における測位操作不良に基づく移動体側での単独測位によるドリフト、・電離層の影響（電波遅延）によるドリフト、などがあるが、特に、水平線に近い低高度衛星から送信された測位用電波が地物で反射することで発生する反射波の受信で生じるマルチパスによるドリフトが最も大きな問題となる。マルチパス波は、衛星からの直接波よりも長い経路を通過してくるために、・コードの到達時間の遅れ、・搬送波位相の遅れ、・受信強度の変動等、を引き起こしてしまう。そのため、マルチパス波の受信強度が強くなると、本当のコードとマルチパス波のコードとの区別がつきにくくなってしまい、このような理由により、マルチパスが発生すると、±１０ｍ〜±１００ｍ程度の測位精度の低下がすぐに発生してしまう。
【０００７】
したがって、本発明においては、ドリフトの発生時の測位精度を高めることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、次のような構成を備えている。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、移動体の位置を衛星測位システムを用いて特定する移動体の測位方法であって、衛星測位システムを用いて行う絶対位置計測操作に基づいて算定される移動体の第１の現在位置特性情報と、衛星測位システムで用いられる測位用電波のドップラ効果測定結果から算定される移動体の第２の現在位置特定情報との間の差分を作成し、この差分が許容範囲に収まる場合には、前記第１の現在位置特定情報を選択する一方、この差分が許容範囲に収まらない場合には、前記第２の現在位置特定情報を選択することに特徴を有している。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に係る移動体の測位方法であって、前記第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えると、測位不良が発生したと判断することに特徴を有している。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、移動体の位置を衛星測位システムを用いて特定する移動体の測位装置であって、衛星測位システムを用いて行う絶対位置計測操作に基づいて移動体の第１の現在位置特定情報を算定する第１の位置特定手段と、衛星測位システムで用いられる測位用電波のドップラ効果測定結果から移動体の第２の現在位置特定情報を算定する第２の位置特定手段と、前記第１の現在位置特定情報と前記第２の現在位置特定情報との間の差分を算出する差分算出手段と、前記差分が許容範囲に収まる場合には、前記第１の現在位置特定情報を選択する一方、前記差分が許容範囲に収まらない場合には、前記第２の現在位置特定情報を選択する選択手段とを備えことに特徴を有している。
【００１２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項３に係る移動体の測位装置であって、前記選択手段において、前記第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えると、測位不良が発生したと判断する測位不良判断手段をさらに備えることに特徴を有している。
【００１３】
本発明の請求項５に記載の無人移動体の誘導装置は、請求項３または４に記載の移動体の測位装置を有し、さらに、この移動体の測位装置が出力する現在位置特定情報を基にして無人移動体の誘導制御データを作成する誘導制御データ作成手段を備えることに特徴を有している。
【００１４】
衛星測位システムを用いて行う絶対位置計測操作に基づいて算定される第１の現在位置特定情報には、測位用電波のマルチパス等に起因するドリフトが生じることがあるが、測位用電波のドップラ効果測定結果から算定される第２の現在位置特定情報には、このようなドリフトが生じにくいという特性がある。これは次のような理由によっている。すなわち、前者は衛星により輻射される電波のコード（ＣＡコードと呼ばれるもの）を計測することにより衛星と観測点との距離を測定するため、一度電波が反射して経路長が変化すると、そのことが直接的に測位誤差に結びつくが、後者は搬送波のドップラ周波数を測定することによって観測点の異動量を測定するため、電波に反射が生じても直接的な影響を受けないためである。
【００１５】
そこで、本発明では、第１の現在位置特定情報と第２の現在位置特定情報との間の差分が許容範囲に収まらなくなると、第１の現在位置特定情報にドリフトが生じたと判断して、ドリフトが生じていない第２の現在位置特定情報を選択することで、測位精度の低下を防止する。
【００１６】
このような位置特定情報の選択は、測位装置の内部における信号処理によって行うことができるので、処理に要する時間も短時間でよく、高速処理が可能となるうえ、測位装置の外部に別途装置を要することもないので、装置の製造コストの上昇も招かず、装置の大型化も来さない。
【００１７】
なお、第２の現在位置特定情報には、この位置特定情報を基にして絶対位置データを作成できないために誤差が蓄積し、長時間にわたって第２の現在位置特定情報を選択し続けると位置特定精度が低下するという特性がある。そこで、第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数とその許容回数とを比較し、第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えても、第１の現在位置特定情報のドリフトが収束しない場合には、第１の現在位置特定情報のみならず第２の現在位置特定情報の情報精度も低下したとして、最終的に測位不良の判断を下す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態である無人搬送車の誘導装置の構成を示す図である。
【００１９】
この誘導装置１は、屋外型の無人変電所において変電所の敷地（例えば４００ｍ四方）を巡回して各種設備の定期点検を行う巡視点検ロボットに組み込まれる無人搬送車２の誘導制御を行う装置である。
【００２０】
誘導装置１は、無人搬送車２と固定局５とでＤＧＰＳ(Defferencial Global Positioning System)による測位操作を行って精度の高い無人搬送車２の現在位置特定情報を作成し、作成した現在位置特定情報を基にして無人搬送車２の誘導制御を行うものであって、無人搬送車２に移動体側ＧＰＳ受信機３と移動体側通信機４とを設ける一方、固定局５に固定局側ＧＰＳ受信機６と固定局側通信機７と測位誘導制御部（例えば、パーソナルコンピュータ）８とを設けている。なお、固定局５の正確な位置は、予め測位誘導制御部８に登録されている。
【００２１】
移動体側ＧＰＳ受信機３および固定局側ＧＰＳ受信機６は、ＧＰＳ衛星αから送信される測位用電波ｅを受信している。固定局側ＧＰＳ受信機６は、受信した測位用電波ｅに含まれる固定局側ＧＰＳデータＤ₁を測位誘導制御部８に出力している。移動体側ＧＰＳ受信機３は、受信した測位用電波ｅに含まれる移動局側ＧＰＳデータＤ₂を移動体側通信機４に出力している。移動体側通信機４は入力される移動体側ＧＰＳデータＤ₂を固定局側通信機７に向けて送信する一方、固定局側通信機７から送信される誘導制御データＲ_G，Ｒ_Vを受信している。固定局側通信機７は、移動体側通信機４から送信される移動体側ＧＰＳデータＤ₂を受信する一方、誘導制御データＲ_G，Ｒ_Vを移動体側通信機４に向けて送信している。測位誘導制御部８は、入力される移動体側ＧＰＳデータＤ₂および固定局側ＧＰＳデータＤ₁に基づいてＤＧＰＳ測位操作を行って、無人搬送車２の現在位置特定情報を算定するとともに、算定した無人搬送車２の現在位置特定情報に基づいて無人搬送車２の誘導制御データＲ_G，Ｒ_Vを作成し、作成した誘導制御データＲ_G，Ｒ_Vを固定局側通信機７を介して移動体側通信機４に出力している。無人搬送車２では、移動体側通信機４で受信した誘導制御データＲ_G，Ｒ_Vに基づいて走行制御を行っている。
【００２２】
ＤＧＰＳによる測位は、算定した固定局５の現在位置特定情報と予め登録しておいた固定局５の正確な位置情報との間の誤差を算出し、その誤差に基づいて無人搬送車２の現在位置特定情報を補正することで、その位置特定精度を高めるものである。
【００２３】
測位誘導制御部８は、図２のブロック図に示すように、第１の位置特定手段１０と第２の位置特定手段１１と差分作成手段１２と選択手段１３と誘導制御データ作成手段１４と測位不良判断手段１５とを備えている。
【００２４】
第１の位置特定手段１０は移動体側ＧＰＳデータＤ₂および固定局側ＧＰＳデータＤ₁に基づいてＤＧＰＳ測位操作を行って無人搬送車２の第１の現在位置特定情報である現在位置データＧＧＡを作成して、差分算出手段１２および選択手段１３に出力している。
【００２５】
第２の位置特定手段１１は、無人搬送車２の移動に伴う測位用電波ｅの見かけ上の周波数変動（ドップラ効果）を移動体側ＧＰＳデータＤ₂および固定局側ＧＰＳデータＤ₁から詳細に測定することにより、無人搬送車２の第２の現在位置特定情報である現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを作成して差分算出手段１２および選択手段１３に出力している。
【００２６】
差分算出手段１２は、入力される現在位置データＧＧＡと現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧとの間の差分ｄ１，ｄ２を算出して選択手段１３に出力している。ただし、現在位置データＧＧＡは絶対位置データであるのに対して、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧは、ベクトルデータであり、両者は未加工のままでは差分を算出することはできない。そこで、差分算出手段１２では、次に示す、二つの操作を行っている。
【００２７】
第１の操作は、前回の測定タイミング（ｎ−１）の測定結果に基づいて特定した前回の測定タイミング（ｎ−１）における位置データＬ_n-1と、現在の測定タイミング（ｎ）で測定した現在位置データＧＧＡ_nとから、比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを作成したうえで、作成した比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cと、現在の測定タイミング（ｎ）における現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nとの間の差分ｄ１を算出する操作である。
【００２８】
第２の操作は、前回の測定タイミング（ｎ−１）の測定結果に基づいて特定した前回の測定タイミング（ｎ−１）における位置データＬ_n-1と、現在の測定タイミング（ｎ）で測定した現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nとから比較用位置データＧＧＡ_cを作成したうえで、作成した比較用位置データＧＧＡ_cと、現在の測定タイミング（ｎ）で測定した現在位置データＧＧＡ_nとの間の差分ｄ２を算出する操作である。
【００２９】
選択手段１３は、入力される差分ｄ１，ｄ２と予め設定して登録しておいた閾値Ｔ１，Ｔ２とを比較し、差分ｄ１，ｄ２が閾値Ｔ１，Ｔ２を越えない（差分ｄ１，ｄ２が許容範囲に収まる）場合には、現在位置データＧＧＡを選択して誘導制御データ作成手段１４に出力する一方、前記差分ｄ１，ｄ２が閾値Ｔ１，Ｔ２を越える（差分ｄ１，ｄ２が許容範囲に収まらない）場合には、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを選択して誘導制御データ作成手段１４に出力している。
【００３０】
誘導制御データ作成手段１４は、選択手段１３から入力される現在位置データＧＧＡまたは現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを基にして無人搬送車２の誘導制御データＲ_Vを作成し、作成した誘導制御データＲ_Vを、固定局側通信機７を介して無人搬送車２に送信している。
【００３１】
測位不良判断手段１５は、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを基にした誘導制御データＲ_Vの作成動作を誘導制御データ作成手段１４が連続して何回行ったか監視し、監視結果に基づいて誘導制御データ作成操作の停止指令Ｓを誘導制御データ作成手段１４に出力している。
【００３２】
次に、この測位誘導制御部８の詳細な操作を図３〜図５に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、図３のフローチャートに基づいて、この測位誘導制御部８の操作の概略を説明する。
【００３３】
第１，第２の位置特定手段１０，１１において、固定局側ＧＰＳデータＤ₁および移動局側ＧＰＳデータＤ₂に基づいて、今回の測定タイミング（ｎ）における現在位置データＧＧＡ_nおよび現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを作成する（Ｓ３０１）。
【００３４】
次に、ドリフト発生フラグが立てられているか否かを判断する（Ｓ３０２）。Ｓ３０２では、ドリフト発生フラグの有無を判断することで前回の測定タイミング（ｎ−１）において作成した現在位置データＧＧＡ_n-1にドリフトが発生していたのか否かを判断している。ドリフト発生フラグは、以前の測定タイミング（ｎ−ｘ）でドリフトが発生した時点で立てられる（後述するＳ３０６）とともに、ドリフトが収束したと判断された任意の測定タイミング（ｎ−ｘ’）で降ろされる（後述するＳ３１５）ようになっている。
【００３５】
Ｓ３０２において、ドリフト発生フラグが立てられていないと判断すると、次に、差分算出手段１２においてドリフト発生を判断するための差分ｄ１の算出操作、および算出した差分ｄ１を基にしたドリフト発生判断操作を行う（Ｓ３０３，Ｓ３０４）。
【００３６】
差分算出操作は、次のようにして行う。すなわち、まず、今回の測定タイミング（ｎ）における現在位置データＧＧＡ_nと前回の測定タイミング（ｎ−１）における現在位置データＧＧＡ_n-1とから、今回の測定タイミングにおける比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを作成する。そして、作成した比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cと、今回の測定タイミング（ｎ）で測定した現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nとの間の差分ｄ１（＝｜ＶＴＧ_c−ＶＴＧ_n｜）を算出する。
【００３７】
差分算出手段１２で算出された差分ｄ１は、選択手段１３に入力され、ここで、予め登録されていた差分ｄ１用の閾値Ｔ１と比較される。そして、比較結果が差分ｄ１＜閾値Ｔ１となった場合には、今回の測定タイミング（ｎ）において算出された現在位置データＧＧＡ_nにドリフトが発生していないと判断する。一方、比較結果が差分ｄ１≧閾値Ｔ１となった場合には、今回の測定タイミング（ｎ）において算出された現在位置データＧＧＡ_nにドリフトが発生したと判断する。
【００３８】
選択手段１３は、今回の測定タイミング（ｎ）において算出された現在位置データＧＧＡ_nにドリフトが発生していないと判断すると、現在位置データＧＧＡ_nを選択して誘導制御データ作成手段１４に出力する。誘導制御データ作成手段１４では、入力された現在位置データＧＧＡ_nに基づいてＧＧＡナビゲーションを行う。すなわち、入力される現在位置データＧＧＡ_nを基にして無人搬送車２の誘導制御データＲ_Gを作成し、作成した誘導制御データＲ_Gを固定局側通信機７を介して無人搬送車２に送信する（Ｓ３０５）。
【００３９】
一方、選択手段１３は、Ｓ３０４において、今回の測定タイミング（ｎ）で算出された現在位置データＧＧＡ_nにドリフトが発生していると判断すると、ドリフト発生フラグを立てたうえで（Ｓ３０６）、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを選択して誘導制御データ作成手段１４に出力する。誘導制御データ作成手段１４では、入力される現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nに基づいてＶＴＧナビゲーションを行う。すなわち、入力される現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを基にして無人搬送車２の誘導制御データＲ_Vを作成し、作成した誘導制御データＲ_Vを固定局側通信機７を介して無人搬送車２に送信する（Ｓ３０７）。
【００４０】
このとき、測定不良判断手段１５では、誘導制御データ作成手段１４において誘導制御データＲ_Vを連続して何回作成したかを監視している。すなわち、誘導制御データ作成手段１４において誘導制御データＲ_Vが作成される毎に、測定不良判断手段１５では、内蔵しているカウンタ（図示省略）をカウントアップする（Ｓ３０８）。
【００４１】
そして、測定不良判断手段１５は、カウント数（誘導制御データＲ_Vデータ作成回数）と予め登録しておいた上限回数Ｔ３とを比較し、カウント数＜上限回数Ｔ３であれば、誘導制御データＲ_Vに蓄積するナビゲーション誤差が小さくナビゲーションには支障を来さないと判断して、次の測定タイミング（ｎ＋１）まで、誘導制御データＲ_Vに基づくＶＴＧナビゲーションを継続して、次の測定タイミング（ｎ＋１）でのＧＰＳデータＤ₁，Ｄ₂を取り込む。
【００４２】
一方、カウンタ数≧上限回数Ｔ３であれば、誘導制御データＲ_Vに蓄積するナビゲーション誤差が大きくなりナビゲーションに支障を来たすと判断して、誘導制御データ作成手段１４に対して停止指令Ｓを出力する。停止指令Ｓを受けた誘導制御データ作成手段１５は、誘導制御データＲ_Gの作成のみならず、誘導制御データＲ_Vの作成も停止する（Ｓ３０９，Ｓ３１０）。また、停止指令Ｓは、図示しない誘導装置１の全体制御部にも出力される。停止指令Ｓを受けた全体制御部は、異常報知操作（ＣＲＴ等に行う異常報知表示操作や、異常報知音の発音操作等）を実施する。
【００４３】
以上がＳ３０２において、ドリフト発生フラグが立てられていないと判断した場合の操作である。次に、Ｓ３０２において、ドリフト発生フラグが立てられていると判断した場合の操作を説明する。
【００４４】
Ｓ３０２において、ドリフト発生フラグが立てられていると判断した場合には、差分算出手段１２においてドリフト収束を判断するための差分ｄ２の算出操作、および算出した差分ｄ２を基にしたドリフト収束判断操作を行う（Ｓ３１１，Ｓ３１２）。
【００４５】
差分算出操作は次のようにして行う。すなわち、まず、前回の測定タイミング（ｎ−１）において、現在位置データＧＧＡ_n-1や現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_n-1を基にして予め特定して記憶しておいた前回の測定タイミング（ｎ−１）での位置データＬ_n-1と、今回の測定タイミング（ｎ）における現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nとから、比較用位置データＧＧＡ_cを作成する。そして、作成した比較用位置データＧＧＡ_cと、今回の測定タイミング（ｎ）で測定した現在位置データＧＧＡ_nとの間の差分ｄ２（＝｜ＧＧＡ_c−ＧＧＡ_n｜）を算出する。
【００４６】
差分算出手段１２で算出された差分ｄ２は、選択手段１３に入力され、ここで、予め登録されていた差分ｄ２用の閾値Ｔ２と比較される。そして、比較結果が差分ｄ２＜閾値Ｔ２となった場合には、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトは今回の測定タイミング（ｎ）において収束したと判断する。一方、比較結果が差分ｄ２≧閾値Ｔ２となった場合には、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトは今回の測定タイミング（ｎ）でも収束していないと判断する。
【００４７】
選択手段１３は、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトが今回の測定タイミング（ｎ）において収束したと判断すると、現在位置データＧＧＡ_nを選択して誘導制御データ作成手段１４に出力する。誘導制御データ作成手段１４では、入力された現在位置データＧＧＡ_nでＧＧＡナビゲーションを行う。すなわち、入力される現在位置データＧＧＡ_nを基にして無人搬送車２の誘導制御データＲ_Gを作成し、作成した誘導制御データＲ_Gを固定局側通信機７を介して無人搬送車２に送信する（Ｓ３１３）。そして、Ｓ３１３でのＧＧＡナビゲーション操作と平行して、測位不良判断手段１５が内蔵しているＶＴＧナビゲーションの継続回数測定用のカウンタをリセットし、さらに、ドリフト発生フラグを降ろしたうえで（Ｓ３１４，Ｓ３１５）、次の測定タイミング（ｎ＋１）に移行する。
【００４８】
一方、選択手段１３は、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトが今回の測定タイミング（ｎ）でも収束していないと判断すると、上述したＳ３０７→Ｓ３０８→Ｓ３０９→Ｓ３１０の操作に移行して、ＶＴＧナビゲーション操作を行う。
【００４９】
次に、差分算出手段１２および選択手段１３が行うドリフト発生判断操作の詳細を図４のフローチャートを基にして説明する。ＧＰＳデータＤ１，Ｄ２に含まれる位置データは、地心座標系データ（緯度、経度、高さ）であって、このままのデータ形態では測位誘導制御部８において処理しにくいため、まず、今回の測定タイミング（ｎ）で算出した現在位置データＧＧＡ_nを、測位誘導制御部８において処理しやすい局所平面座標系データ（基準点からの北距データ、東距データ）に変換する。このような変換は、在来測量で汎用される変換式を用いて行う。（Ｓ４０１）
次に、局所平面座標系データに変換した今回の測定タイミング（ｎ）における現在位置データＧＧＡ_nと、前回の測定タイミング（ｎ−１）において現在位置データＧＧＡ_n-1や現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_n-1を基にして特定しておいた位置データＬ_n-1とから、次の（１），（２）式を用いて、比較用速度・移動方向データＶＴＧ_cを構成する速度データＳ_cおよび方向データＷ_cを算出する（Ｓ４０２）。なお、次の（１），（２）式は、測定タイミングを毎秒１回とした場合の計算式である。
【００５０】
Ｓ_c＝√［(Ｅ_n−Ｅ_n-1)²＋(Ｎ_n−Ｎ_n-1)²］×３６００／１０００ …（１）
Ｗ_c＝ｔａｎ^-1［（Ｅ_n−Ｅ_n-1）／（Ｎ_n−Ｎ_n-1）］ …（２）
Ｓ_c：比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを構成する速度データ
Ｗ_c：比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを構成する移動方向データ
Ｅ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における東距データ
Ｅ_n-1：前回の測定タイミング（ｎ−１）における東距データ
Ｎ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における北距データ
Ｎ_n-1：前回の測定タイミング（ｎ−１）における北距データ
次に、今回の測定タイミング（ｎ）において算出した現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを構成する現在速度データＳｎ_nおよび現在移動方向データＷｎ_nと、上記（１），（２）式で算出した比較用速度データＳ_cおよび比較用移動方向データＷ_cから、差分ｄ１を構成する速度差分ｄ１ｓおよび方向差分ｄ１ｗを、次の（３），（４）を用いて算出する（Ｓ４０３）。
【００５１】
ｄ１ｓ＝｜Ｓ_c−Ｓｎ_n｜ …（３）
ｄ１ｗ＝｜Ｗ_c−Ｗｎ_n｜ …（４）
ｄ１ｓ：差分ｄ１を構成する速度差分
ｄ１ｗ：差分ｄ１を構成する方向差分
Ｓｃ：比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを構成する速度データ
Ｗｃ：比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cを構成する移動方向データ
Ｓｎ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを構成する現在速度データ
Ｗｎ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを構成する現在移動方向データ
次に、算出した速度差分ｄ１ｓおよび方向差分ｄ１ｗと、予め登録しておいた閾値Ｔ１を構成する速度閾値Ｔ１ｓおよび方向閾値Ｔ１ｗとを比較する（Ｓ４０４）。
【００５２】
そして、速度差分ｄ１ｓおよび方向差分ｄ１ｗのうちの少なくとも一方が、速度閾値Ｔ１ｓないし方向閾値Ｔ１ｗの範囲を越える、すなわち、次の（５），（６）のいずれか一方もしくは両方を満足する場合は、今回の測定タイミング（ｎ）で算出した現在位置データＧＧＡ_nにドリフトが生じていると判断して、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを基にしたＶＴＧナビゲーションを行う。一方、速度差分ｄ１ｓおよび方向差分ｄ１ｗの両方とも、速度閾値Ｔ１ｓないし方向閾値Ｔ１ｗの範囲に収まる、すなわち、次の（５），（６）が両方とも満足しない場合は、今回の測定タイミング（ｎ）で算出した現在位置データＧＧＡ_nにはドリフトが生じていないと判断して、現在位置データＧＧＡ_nを基にしたＧＧＡナビゲーションを行う（Ｓ４０５，Ｓ４０６，Ｓ４０７）。
【００５３】
ｄ１ｓ＞Ｔ１ｓ …（５）
ｄ１ｗ＞Ｔ１ｗ …（６）
ｄ１ｓ：差分ｄ１を構成する速度差分
ｄ１ｗ：差分ｄ１を構成する方向差分
Ｔ１ｓ：閾値Ｔ１を構成する速度閾値
Ｔ１ｗ：閾値Ｔ１を構成する方向閾値
次に、差分算出手段１２および選択手段１３が行うドリフト収束判断操作の詳細を図５のフローチャートを基にして説明する。
【００５４】
まず、前回の測定タイミング（ｎ−１）において現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_n-1等により特定された位置データＬ_n-1（東距データＥ_n-1，北距データＮ_n-1）と、今回の測定タイミング（ｎ）で算出した現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_n（速度データＶＴＧｓ_n，方向データＶＴＧｗ_n）とにより、次の（７），（８）式により比較用位置データＧＧＡ_c（比較用東距データＥ_c，比較用北距データＮ_c）を作成する（Ｓ５０１）。なお、次の（７），（８）式は、測定タイミングを毎秒１回とした場合の計算式である。
【００５５】
Ｅ_c＝Ｅ_n-1＋ａ×ｓｉｎ（ＶＴＧｗ_n） …（７）
Ｎ_c＝Ｎ_n-1＋ａ×ｃｏｓ（ＶＴＧｗ_n） …（８）
ａ＝ＶＴＧｓ_n×１０００／３６００
Ｅ_c：比較用位置データＧＧＡ_cを構成する比較用東距データ
Ｎ_c：比較用位置データＧＧＡ_cを構成する比較用北距データ
Ｅ_n-1：前回の測定タイミング（ｎ−１）で特定された位置データＬ_n-1を構成する東距データ
Ｎ_n-1：前回の測定タイミング（ｎ−１）で特定された位置データＬ_n-1を構成する北距データ
ＶＴＧｗ_n：今回の測定タイミング（ｎ）で算定された現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを構成する方向データ
ＶＴＧｓ_n：今回の測定タイミング（ｎ）で算定された現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧ_nを構成する速度データ
そして、今回の測定タイミング(ｎ)で算出した現在位置データＧＧＡ_nとＳ５０１で算出した比較用位置データＧＧＡ_cとの間の差分ｄ２を次の（９）式により算出する（Ｓ５０２）。
【００５６】
ｄ２＝（Ｅ_c−Ｅ_n）²＋（Ｎ_c−Ｎ_n）² …（９）
Ｅ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における現在位置データＧＧＡ_nを構成する東距データ
Ｎ_n：今回の測定タイミング（ｎ）における現在位置データＧＧＡ_nを構成する北距データ
Ｅ_c：比較用位置データＧＧＡ_cを構成する比較用東距データ
Ｎ_c：比較用位置データＧＧＡ_cを構成する比較用北距データ
次に、算出した差分ｄ２と、予め登録しておいた閾値Ｔ２とを比較する（Ｓ５０３）。
【００５７】
そして、差分ｄ２が閾値Ｔ２で規定された範囲内に収まる、すなわち、次の（１０）式を満足する場合は、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトが今回の測定タイミング（ｎ）において収束したと判断して、現在位置データＧＧＡに基づいたＧＧＡナビゲーションを行う。一方、速度差分ｄ２が、閾値Ｔ２で規定される範囲を逸脱している、すなわち、次の（１０）を満足しない場合は、現在位置データＧＧＡに生じていたドリフトが今回の測定タイミング（ｎ）においても収束しないと判断して、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧに基づいたＶＴＧナビゲーションを継続する。（Ｓ５０４，Ｓ５０５，Ｓ５０６）。
【００５８】
ｄ２≦Ｔ２ …（１０）
このドリフト収束判断操作を簡単にいえば、比較用位置データＧＧＡ_cで特定された位置を中心として誤差Ｔ２を半径とする円の領域内に、今回の測定タイミング（ｎ）で算出した現在位置データＧＧＡ_nが戻るか否かでドリフトの収束を判断する、というものである。
【００５９】
なお、上述した実施の形態では、ドリフト発生の判断においては、現在位置データＧＧＡを、比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cに変換したうえで、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧと比較することで、ドリフトの発生を判断していたが、反対に、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを比較用位置データＧＧＡ_cに変換したうえで、現在位置データＧＧＡと比較することで、ドリフトの発生を判断するようにしてもよい。
【００６０】
同様に、上述した実施の形態では、ドリフト収束の判断においては、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧを、比較用位置データＧＧＡ_cに変換したうえで、現在位置データＧＧＡと比較することで、ドリフトの収束を判断していたが、反対に、現在位置データＧＧＡを比較用移動速度・移動方向データＶＴＧ_cに変換したうえで、現在移動速度・現在移動方向データＶＴＧと比較することで、ドリフトの収束を判断するようにしてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態では、固定局５に測位誘導制御部８を設けていたが、本発明はこのような構成に限るものではなく、無人搬送車２（移動局）に、測位誘導制御部８を設けてもよく、この場合においても、同様の効果を奏することができる。
【００６２】
さらには、上述した実施の形態において、位置データとして用いているＧＧＡ（現在位置データ）、ＶＴＧ（現在移動速度）の各データは、ＮＭＥＡ０１８３(National Marine Electrics Association）において、データフォーマットが標準化されている航法メッセージであり、実施の形態は、このような航法メッセージを用いて本発明を実施した例を示している。しかしながら、本発明はこのような航法メッセージを使用することに限定されるものではなく、他の航法メッセージを用いても同様に実施できるのはいうまでもない。例えば、各受信機から個別の出力されるローカルデータを用いても、アルゴリズム上、何ら問題なく、本発明を実施でき、しかも同様の効果を奏することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、絶対位置計測操作に基づいて算定される移動体の第１の現在位置特性情報（ＧＧＡデータ）にドリフトが発生したことを確実に検出し、ドリフトを検出している期間には、ドリフトが生じにくい測位用電波のドップラ効果測定結果から算定される第２の現在位置特定情報を選択するようにすることで、ドリフトを回避することが可能になり、その分、測位精度を向上させることが可能となった。
【００６４】
また、第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えても、第１の現在位置特定情報のドリフトが収束しない場合には、最終的に測位不良の判断を下すことで、第２の現在位置特定情報を基にした現在位置の特定操作の誤差蓄積を回避することができ、第２の現在位置特性情報を用いることによる不都合（誤差蓄積による位置特性精度の劣化）も回避することができる。
【００６５】
さらには、このような位置特定情報の選択は、測位装置の内部における信号処理によって行うことができるので、処理に要する時間も短時間でよく、高速処理が可能となるうえ、測位装置の外部に別途装置を要することもないので、装置の製造コストの上昇も招かず、装置の大型化も来さない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無人搬送車の誘導装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態の誘導装置を構成する測位誘導制御部のブロック図である。
【図３】測位誘導制御部の操作の概略を示すフローチャートである。
【図４】ドリフト発生判断操作の詳細を示すフローチャートである。
【図５】ドリフト収束判断操作の詳細を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１誘導装置２無人搬送車
３移動体側ＧＰＳ受信機４移動体側通信機
５固定局６固定局側ＧＰＳ受信機
７固定局側通信機８測位誘導制御部
１０第１の位置特定手段１１第２の位置特定手段
１２差分算出手段１３選択手段
１４誘導制御データ作成手段１５測位不良判断手段
α ＧＰＳ衛星ｅ測位用電波
ＧＧＡ現在位置データ
ＶＴＧ現在移動速度・現在移動方向データ
ＶＴＧ_c 比較用移動速度・移動方向データ
ＧＧＡ_c 比較用位置データ
ｄ１,ｄ２差分Ｔ１,Ｔ２閾値
Ｔ３上限回数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a positioning method, a positioning device, and an unmanned moving body guidance device that create current position specifying information of a moving body using a satellite positioning system.
[0002]
[Prior art]
In outdoor unmanned substations, etc., it is considered that periodic inspections of various facilities performed around a predetermined area (for example, a substation site of 400 m square) will be unmanned using a robot mounted on a transport vehicle. It has been.
[0003]
In the automatic guided vehicle guiding apparatus used for such a purpose, it has been considered that the guided vehicle is guided along a track, but the tracked guidance system lacks flexibility in changing the guidance route. Therefore, in recent years, considering the adaptability to changes in the guidance route, the trackless guidance method has been realized by accurately grasping the guidance position using DGPS (Defective Global Positioning System) which is a kind of satellite positioning system. .
[0004]
In addition to the current position specifying operation of the mobile body (in this case, the automatic guided vehicle), the DGPS performs the current position specifying operation also in the fixed station in which the position has been registered in advance. This is a positioning method that corrects the current position specifying information of the mobile object based on the amount of deviation from the registered fixed station position. In the guidance device using DGPS, the current position specifying error can be kept within ± 1 m.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the guidance device for an automated guided vehicle having improved positioning accuracy in this way, there is a problem that the positioning accuracy is lowered due to drift of GPS data, and guidance control may not be performed as expected.
[0006]
GPS data drift is: • drift due to multipath, • drift due to SA (Selective Availability), • drift due to single positioning on the mobile side due to poor positioning operation at fixed station, • influence of ionosphere (radio wave There is a drift due to (delay) etc., but in particular the drift due to multipath caused by reception of reflected waves generated by reflection of positioning waves transmitted from low altitude satellites close to the horizon reflected by features is the biggest problem Become. Since the multipath wave passes through a longer path than the direct wave from the satellite, it causes a delay in the arrival time of the code, a delay in the carrier phase, a fluctuation in the received intensity, and the like. For this reason, when the reception intensity of the multipath wave becomes strong, it becomes difficult to distinguish between the true code and the code of the multipath wave. For this reason, when multipath occurs, it is about ± 10 m to ± 100 m. A decrease in positioning accuracy occurs immediately.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to improve the positioning accuracy when drift occurs.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following configuration.
[0009]
The invention according to claim 1 of the present invention is a positioning method of a moving body that specifies the position of the moving body using a satellite positioning system, and is calculated based on an absolute position measurement operation performed using the satellite positioning system. A difference between the first current position characteristic information of the mobile body and the second current position specifying information of the mobile body calculated from the Doppler effect measurement result of the positioning radio wave used in the satellite positioning system, When the difference falls within the allowable range, the first current position specifying information is selected. On the other hand, when the difference does not fall within the allowable range, the second current position specifying information is selected. have.
[0010]
The invention according to claim 2 is the positioning method of the mobile body according to claim 1, wherein a positioning failure occurs when the number of times the second current position specifying information is continuously selected exceeds an allowable number. It has the feature in judging.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a positioning device for a moving body that specifies a position of the moving body using a satellite positioning system, wherein the first position of the moving body is determined based on an absolute position measurement operation performed using the satellite positioning system. First position specifying means for calculating the current position specifying information of the mobile body, and second position specifying means for calculating the second current position specifying information of the moving object from the Doppler effect measurement result of the positioning radio wave used in the satellite positioning system Difference calculating means for calculating a difference between the first current position specifying information and the second current position specifying information; and if the difference falls within an allowable range, the first current position specifying While selecting information, when the difference is not within an allowable range, the information processing apparatus is characterized by comprising selection means for selecting the second current position specifying information.
[0012]
The invention according to claim 4 of the present invention is the mobile positioning apparatus according to claim 3, wherein the number of times that the second current position specifying information is continuously selected in the selection means is an allowable number. If it exceeds, it is characterized by further comprising a positioning failure determination means for determining that a positioning failure has occurred.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a guidance device for an unmanned mobile body including the positioning device for a mobile body according to the third or fourth aspect, and further, the current position specifying information output by the positioning device for the mobile body. The present invention is characterized in that it includes guidance control data creation means for creating guidance control data for an unmanned mobile object.
[0014]
The first current position specifying information calculated based on the absolute position measurement operation performed using the satellite positioning system may cause drift due to multipath of the positioning radio wave. However, the positioning radio wave Doppler The second current position specifying information calculated from the effect measurement result has a characteristic that such a drift hardly occurs. This is for the following reason. That is, the former measures the distance between the satellite and the observation point by measuring the code of the radio wave radiated by the satellite (what is called the CA code). Is directly related to a positioning error, because the latter measures the amount of movement of the observation point by measuring the Doppler frequency of the carrier wave, and is not directly affected by the reflection of radio waves.
[0015]
Therefore, in the present invention, if the difference between the first current position specifying information and the second current position specifying information does not fall within the allowable range, it is determined that the first current position specifying information has drifted, By selecting the second current position specifying information in which no drift occurs, a decrease in positioning accuracy is prevented.
[0016]
Since the selection of such position specifying information can be performed by signal processing inside the positioning device, the processing time can be short, high-speed processing is possible, and a separate device is provided outside the positioning device. Since this is not necessary, the manufacturing cost of the apparatus is not increased, and the apparatus is not enlarged.
[0017]
The second current position specifying information accumulates errors because absolute position data cannot be created based on the position specifying information. If the second current position specifying information is continuously selected for a long time, the position specifying is performed. There is a characteristic that accuracy decreases. Therefore, the number of times the second current position specifying information is continuously selected and the allowable number of times are compared, and even if the number of times the second current position specifying information is continuously selected exceeds the allowable number, If the drift of the current position specifying information does not converge, the information accuracy of the second current position specifying information as well as the first current position specifying information is lowered, and a determination of poor positioning is finally made.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a guide device for an automatic guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
[0019]
This guidance device 1 is a device that performs guidance control of an automated guided vehicle 2 incorporated in a patrol inspection robot that periodically visits a site of a substation (for example, 400 m square) in an outdoor unmanned substation. is there.
[0020]
The guidance device 1 performs the positioning operation by the DGPS (Defferencial Global Positioning System) between the automatic guided vehicle 2 and the fixed station 5 to create the current location specifying information of the automatic guided vehicle 2 with high accuracy, and the generated current location specifying information The automatic guided vehicle 2 is guided and controlled. The automatic guided vehicle 2 is provided with a mobile side GPS receiver 3 and a mobile side communication device 4, while the fixed station 5 has a fixed station side GPS receiver. 6, a fixed station side communication device 7, and a positioning guidance control unit (for example, a personal computer) 8 are provided. The exact position of the fixed station 5 is registered in advance in the positioning guidance control unit 8.
[0021]
The mobile body side GPS receiver 3 and the fixed station side GPS receiver 6 receive the positioning radio wave e transmitted from the GPS satellite α. The fixed station side GPS receiver 6 receives the fixed station side GPS data D included in the received positioning radio wave e. ₁ Is output to the positioning guidance control unit 8. The mobile-side GPS receiver 3 receives the mobile station-side GPS data D included in the received positioning radio wave e. ₂ Is output to the mobile communication device 4. The mobile side communication device 4 receives the input mobile side GPS data D. ₂ Is transmitted toward the fixed station side communication device 7, while the guidance control data R transmitted from the fixed station side communication device 7 is transmitted. _G , R _V Is receiving. The fixed station side communication device 7 receives the mobile body side GPS data D transmitted from the mobile body side communication device 4. ₂ While receiving guidance control data R _G , R _V Is transmitted to the mobile communication device 4. The positioning guidance control unit 8 inputs the mobile object side GPS data D ₂ And fixed station side GPS data D ₁ Based on the DGPS positioning operation, current position specifying information of the automatic guided vehicle 2 is calculated, and guidance control data R of the automatic guided vehicle 2 is calculated based on the calculated current position specifying information of the automatic guided vehicle 2 _G , R _V And the created guidance control data R _G , R _V Is output to the mobile communication device 4 via the fixed station communication device 7. In the automatic guided vehicle 2, guidance control data R received by the mobile communication device 4 _G , R _V Travel control is performed based on the above.
[0022]
In the positioning by DGPS, an error between the calculated current position specifying information of the fixed station 5 and the accurate position information of the fixed station 5 registered in advance is calculated, and the current of the automatic guided vehicle 2 is calculated based on the error. The position specifying accuracy is improved by correcting the position specifying information.
[0023]
As shown in the block diagram of FIG. 2, the positioning guidance control unit 8 includes a first position specifying unit 10, a second position specifying unit 11, a difference creating unit 12, a selecting unit 13, a guidance control data creating unit 14, and a positioning. A defect judging means 15.
[0024]
The first position specifying means 10 is the mobile-side GPS data D ₂ And fixed station side GPS data D ₁ Based on the DGPS positioning operation, current position data GGA which is the first current position specifying information of the automatic guided vehicle 2 is generated and output to the difference calculating means 12 and the selecting means 13.
[0025]
The second position specifying means 11 calculates the apparent frequency fluctuation (Doppler effect) of the positioning radio wave e accompanying the movement of the automatic guided vehicle 2 on the mobile object side GPS data D. ₂ And fixed station side GPS data D ₁ From this, the current moving speed / current moving direction data VTG, which is the second current position specifying information of the automatic guided vehicle 2, is generated and output to the difference calculating means 12 and the selecting means 13.
[0026]
The difference calculation means 12 calculates the differences d1 and d2 between the input current position data GGA and the current movement speed / current movement direction data VTG and outputs them to the selection means 13. However, while the current position data GGA is absolute position data, the current movement speed / current movement direction data VTG is vector data, and a difference cannot be calculated if both are unprocessed. Therefore, the difference calculation means 12 performs the following two operations.
[0027]
The first operation is the position data L at the previous measurement timing (n−1) specified based on the measurement result at the previous measurement timing (n−1). _n-1 And current position data GGA measured at the current measurement timing (n) _n From the above, comparison moving speed / moving direction data VTG _c , And the created comparative moving speed / moving direction data VTG _c And current movement speed / current movement direction data VTG at the current measurement timing (n) _n Is an operation for calculating the difference d1 between the two.
[0028]
The second operation is the position data L at the previous measurement timing (n−1) specified based on the measurement result at the previous measurement timing (n−1). _n-1 And current movement speed / current movement direction data VTG measured at the current measurement timing (n). _n And position data GGA for comparison _c And then created comparative position data GGA _c And current position data GGA measured at the current measurement timing (n) _n This is an operation for calculating the difference d2 between.
[0029]
The selection means 13 compares the input differences d1 and d2 with the preset threshold values T1 and T2, and the differences d1 and d2 do not exceed the threshold values T1 and T2 (the differences d1 and d2 are acceptable). If the current position data GGA is selected, the current position data GGA is selected and output to the guidance control data creating means 14, while the differences d1 and d2 exceed the threshold values T1 and T2 (the differences d1 and d2 are not within the allowable range). ), The current movement speed / current movement direction data VTG is selected and output to the guidance control data creation means 14.
[0030]
The guidance control data creation means 14 is based on the current position data GGA or the current movement speed / current movement direction data VTG input from the selection means 13 and the guidance control data R of the automatic guided vehicle 2. _V And the created guidance control data R _V Is transmitted to the automatic guided vehicle 2 via the fixed station side communication device 7.
[0031]
The positioning failure determination means 15 is provided with guidance control data R based on the current movement speed / current movement direction data VTG. _V The guidance control data creation unit 14 monitors how many times the creation operation has been performed continuously, and outputs a stop command S for the guidance control data creation operation to the guidance control data creation unit 14 based on the monitoring result.
[0032]
Next, detailed operation of this positioning guidance control part 8 is demonstrated based on the flowchart shown in FIGS. First, based on the flowchart of FIG. 3, the outline of operation of this positioning guidance control part 8 is demonstrated.
[0033]
In the first and second position specifying means 10 and 11, fixed station side GPS data D ₁ And mobile station side GPS data D ₂ Based on the current position data GGA at the current measurement timing (n) _n Current travel speed / current travel direction data VTG _n Is created (S301).
[0034]
Next, it is determined whether or not a drift generation flag is set (S302). In S302, the current position data GGA created at the previous measurement timing (n-1) is determined by determining the presence or absence of the drift occurrence flag. _n-1 It is determined whether or not a drift has occurred. The drift generation flag is set when a drift occurs at the previous measurement timing (nx) (S306 described later) and is lowered at an arbitrary measurement timing (nx ′) at which it is determined that the drift has converged. (S315 to be described later).
[0035]
If it is determined in S302 that the drift occurrence flag has not been set, then the difference calculation means 12 performs the calculation operation of the difference d1 for determining the occurrence of drift and the drift occurrence determination operation based on the calculated difference d1. It performs (S303, S304).
[0036]
The difference calculation operation is performed as follows. That is, first, current position data GGA at the current measurement timing (n). _n And current position data GGA at the previous measurement timing (n-1) _n-1 From the above, comparison speed / direction data VTG at the current measurement timing _c Create Then, the created comparative moving speed / moving direction data VTG _c And current movement speed / current movement direction data VTG measured at the current measurement timing (n). _n Difference d1 between and (= | VTG _c -VTG _n |) Is calculated.
[0037]
The difference d1 calculated by the difference calculation means 12 is input to the selection means 13, where it is compared with a threshold value T1 for the difference d1 registered in advance. If the comparison result is the difference d1 <threshold value T1, the current position data GGA calculated at the current measurement timing (n). _n It is determined that no drift has occurred. On the other hand, if the comparison result is the difference d1 ≧ threshold value T1, the current position data GGA calculated at the current measurement timing (n). _n It is determined that drift has occurred.
[0038]
The selection means 13 uses the current position data GGA calculated at the current measurement timing (n). _n If there is no drift in the current position data GGA _n Is output to the guidance control data creation means 14. In the guidance control data creation means 14, the input current position data GGA _n GGA navigation is performed based on the above. That is, the input current position data GGA _n Guided control data R of automatic guided vehicle 2 based on _G And the created guidance control data R _G Is transmitted to the automatic guided vehicle 2 via the fixed station side communication device 7 (S305).
[0039]
On the other hand, the selection unit 13 determines in S304 the current position data GGA calculated at the current measurement timing (n). _n If it is determined that drift has occurred, the drift occurrence flag is set (S306), and the current movement speed / current movement direction data VTG _n Is output to the guidance control data creation means 14. In the guidance control data creation means 14, the input current movement speed / current movement direction data VTG is input. _n VTG navigation is performed based on the above. That is, the input current movement speed / current movement direction data VTG _n Guided control data R of automatic guided vehicle 2 based on _V And the created guidance control data R _V Is transmitted to the automatic guided vehicle 2 via the fixed station side communication device 7 (S307).
[0040]
At this time, the measurement failure determination means 15 performs the guidance control data R in the guidance control data creation means 14. _V It monitors how many times it has been created continuously. In other words, the guidance control data R in the guidance control data creation means 14 _V Is created, the measurement failure determination means 15 counts up a built-in counter (not shown) (S308).
[0041]
And the measurement failure judgment means 15 counts (guide control data R _V Data creation count) and the upper limit count T3 registered in advance, and if the count number <the upper limit count T3, the guidance control data R _V It is determined that the navigation error accumulated in the navigation system is small and does not interfere with navigation, and the guidance control data R until the next measurement timing (n + 1). _V GPS data D at the next measurement timing (n + 1) by continuing the VTG navigation based on ₁ , D ₂ Capture.
[0042]
On the other hand, if the counter number ≧ the upper limit number of times T3, the guidance control data R _V It is determined that the navigation error accumulated in the navigation system becomes large and hinders navigation, and a stop command S is output to the guidance control data creation means 14. The guidance control data creating means 15 that has received the stop command S receives the guidance control data R _G As well as guidance control data R _V Is also stopped (S309, S310). Further, the stop command S is also output to the overall control unit of the guidance device 1 (not shown). The overall control unit that has received the stop command S performs an abnormality notification operation (an abnormality notification display operation performed on a CRT or the like, a sound generation operation of an abnormality notification sound, or the like).
[0043]
The above is the operation when it is determined in S302 that the drift occurrence flag is not set. Next, an operation when it is determined in S302 that the drift occurrence flag has been set will be described.
[0044]
In S302, when it is determined that the drift occurrence flag is set, the difference calculation means 12 performs the calculation operation of the difference d2 for determining the drift convergence and the drift convergence determination operation based on the calculated difference d2. (S311 and S312).
[0045]
The difference calculation operation is performed as follows. That is, first, at the previous measurement timing (n−1), the current position data GGA _n-1 And current movement speed / current movement direction data VTG _n-1 The position data L at the previous measurement timing (n−1) previously specified and stored based on _n-1 And current movement speed / current movement direction data VTG at the current measurement timing (n). _n And position data GGA for comparison _c Create The created comparison position data GGA _c And current position data GGA measured at the current measurement timing (n) _n Difference d2 between (= | GGA _c -GGA _n |) Is calculated.
[0046]
The difference d2 calculated by the difference calculation means 12 is input to the selection means 13, where it is compared with a threshold value T2 for the difference d2 registered in advance. When the comparison result is the difference d2 <threshold value T2, it is determined that the drift that has occurred in the current position data GGA has converged at the current measurement timing (n). On the other hand, when the comparison result is the difference d2 ≧ threshold value T2, it is determined that the drift that has occurred in the current position data GGA has not converged at the current measurement timing (n).
[0047]
When the selection unit 13 determines that the drift occurring in the current position data GGA has converged at the current measurement timing (n), the selection unit 13 determines the current position data GGA. _n Is output to the guidance control data creation means 14. In the guidance control data creation means 14, the input current position data GGA _n To perform GGA navigation. That is, the input current position data GGA _n Guided control data R of automatic guided vehicle 2 based on _G And the created guidance control data R _G Is transmitted to the automatic guided vehicle 2 via the fixed station side communication device 7 (S313). In parallel with the GGA navigation operation in S313, the counter for measuring the number of times of continuous VTG navigation built in the positioning failure determination means 15 is reset, and the drift generation flag is lowered (S314, S315). ), And moves to the next measurement timing (n + 1).
[0048]
On the other hand, if the selection unit 13 determines that the drift that has occurred in the current position data GGA has not converged even at the current measurement timing (n), the selection unit 13 proceeds to the operation of S307 → S308 → S309 → S310 described above, and VTG Perform navigation operations.
[0049]
Next, details of the drift occurrence determination operation performed by the difference calculation means 12 and the selection means 13 will be described based on the flowchart of FIG. The position data included in the GPS data D1 and D2 is geocentric coordinate system data (latitude, longitude, height), and it is difficult to process in the positioning guidance control unit 8 with the data form as it is. Current position data GGA calculated at timing (n) _n Is converted into local plane coordinate system data (north-distance data and east-distance data from the reference point) that can be easily processed by the positioning guidance control unit 8. Such conversion is performed using a conversion formula widely used in conventional surveying. (S401)
Next, current position data GGA at the current measurement timing (n) converted into local plane coordinate system data _n And the current position data GGA at the previous measurement timing (n−1). _n-1 And current movement speed / current movement direction data VTG _n-1 Position data L specified based on _n-1 From the above, using the following equations (1) and (2), the comparison speed / moving direction data VTG _c Speed data S _c And direction data W _c Is calculated (S402). The following formulas (1) and (2) are calculation formulas when the measurement timing is once per second.
[0050]
S _c = √ [(E _n -E _n-1 ) ² + (N _n -N _n-1 ) ² ] × 3600/1000 (1)
W _c = Tan ^-1 [(E _n -E _n-1 ) / (N _n -N _n-1 ]] ... (2)
S _c : Comparative speed / direction data VTG _c Configure speed data
W _c : Comparative speed / direction data VTG _c Direction data that make up
E _n : East range data at the current measurement timing (n)
E _n-1 : East distance data at the previous measurement timing (n-1)
N _n : North distance data at the current measurement timing (n)
N _n-1 : North distance data at the previous measurement timing (n-1)
Next, the current movement speed / current movement direction data VTG calculated at the current measurement timing (n) _n Current speed data Sn _n And current movement direction data Wn _n And comparison speed data S calculated by the above equations (1) and (2) _c And comparative moving direction data W _c Then, the speed difference d1s and the direction difference d1w constituting the difference d1 are calculated using the following (3) and (4) (S403).
[0051]
d1s = | S _c -Sn _n | (3)
d1w = | W _c -Wn _n | (4)
d1s: Speed difference constituting the difference d1
d1w: direction difference constituting the difference d1
Sc: Moving speed / moving direction data VTG for comparison _c Configure speed data
Wc: Comparative moving speed / moving direction data VTG _c Direction data that make up
Sn _n : Current movement speed / current movement direction data VTG at the current measurement timing (n) _n Configure current speed data
Wn _n : Current movement speed / current movement direction data VTG at the current measurement timing (n) _n Current direction data that make up
Next, the calculated speed difference d1s and direction difference d1w are compared with the speed threshold value T1s and direction threshold value T1w constituting the threshold value T1 registered in advance (S404).
[0052]
When at least one of the speed difference d1s and the direction difference d1w exceeds the range of the speed threshold value T1s to the direction threshold value T1w, that is, when either or both of the following (5) and (6) are satisfied Current position data GGA calculated at the current measurement timing (n) _n It is judged that there is a drift in the current movement speed / current movement direction data VTG _n VTG navigation based on On the other hand, if both the speed difference d1s and the direction difference d1w fall within the range of the speed threshold T1s to the direction threshold T1w, that is, if both of the following (5) and (6) are not satisfied, the current measurement timing (n ) Current position data GGA calculated in _n It is determined that there is no drift in the current position data GGA _n GGA navigation based on the above is performed (S405, S406, S407).
[0053]
d1s> T1s (5)
d1w> T1w (6)
d1s: Speed difference constituting the difference d1
d1w: direction difference constituting the difference d1
T1s: Speed threshold value constituting the threshold value T1
T1w: direction threshold value constituting threshold value T1
Next, details of the drift convergence determination operation performed by the difference calculation means 12 and the selection means 13 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0054]
First, the current movement speed / current movement direction data VTG at the previous measurement timing (n-1). _n-1 Position data L specified by etc. _n-1 (East data E _n-1 North distance data N _n-1 ) And current movement speed / current movement direction data VTG calculated at the current measurement timing (n) _n (Velocity data VTGs _n , Direction data VTGw _n ) And comparison position data GGA according to the following equations (7) and (8): _c (East comparison data E for comparison _c , North distance data for comparison N _c ) Is created (S501). The following formulas (7) and (8) are calculation formulas when the measurement timing is once per second.
[0055]
E _c = E _n-1 + A × sin (VTGw _n (7)
N _c = N _n-1 + A × cos (VTGw _n ... (8)
a = VTGs _n × 1000/3600
E _c : Comparison position data GGA _c Data for comparison
N _c : Comparison position data GGA _c North distance data for comparison
E _n-1 : Position data L specified at the previous measurement timing (n-1) _n-1 Data constituting the east
N _n-1 : Position data L specified at the previous measurement timing (n-1) _n-1 North distance data that make up
VTGw _n : Current moving speed / current moving direction data VTG calculated at the current measurement timing (n) _n Direction data
VTGs _n : Current moving speed / current moving direction data VTG calculated at the current measurement timing (n) _n Configure speed data
The current position data GGA calculated at the current measurement timing (n) _n And position data GGA for comparison calculated in S501 _c The difference d2 is calculated by the following equation (9) (S502).
[0056]
d2 = (E _c -E _n ) ² + (N _c -N _n ) ² ... (9)
E _n : Current position data GGA at the current measurement timing (n) _n Data constituting the east
N _n : Current position data GGA at the current measurement timing (n) _n North distance data that make up
E _c : Comparison position data GGA _c Data for comparison
N _c : Comparison position data GGA _c North distance data for comparison
Next, the calculated difference d2 is compared with a threshold value T2 registered in advance (S503).
[0057]
When the difference d2 falls within the range defined by the threshold T2, that is, when the following equation (10) is satisfied, the drift that has occurred in the current position data GGA has converged at the current measurement timing (n). And GGA navigation based on the current position data GGA is performed. On the other hand, when the speed difference d2 is out of the range defined by the threshold value T2, that is, when the following (10) is not satisfied, the drift that has occurred in the current position data GGA is the current measurement timing (n). Therefore, the VTG navigation based on the current movement speed / current movement direction data VTG is continued. (S504, S505, S506).
[0058]
d2 ≦ T2 (10)
The drift convergence determination operation can be simply described as follows: Comparative position data GGA _c The current position data GGA calculated at the current measurement timing (n) in the area of the circle having the error T2 as the radius centered on the position specified in _n It is said that the convergence of the drift is judged by whether or not returns.
[0059]
In the above-described embodiment, in determining the occurrence of drift, the current position data GGA is used as the comparison movement speed / movement direction data VTG. _c On the other hand, the occurrence of drift was determined by comparing it with the current movement speed / current movement direction data VTG. On the contrary, the current movement speed / current movement direction data VTG is compared with the position data GGA for comparison. _c Then, the occurrence of drift may be determined by comparing with the current position data GGA.
[0060]
Similarly, in the above-described embodiment, in the determination of drift convergence, the current movement speed / current movement direction data VTG is used as the comparison position data GGA. _c On the other hand, the convergence of the drift was determined by comparing the current position data GGA with the current position data GGA. On the contrary, the current position data GGA is compared with the moving speed / direction data VTG for comparison. _c Then, the convergence of the drift may be determined by comparing with the current moving speed / current moving direction data VTG.
[0061]
In the above-described embodiment, the positioning guidance control unit 8 is provided in the fixed station 5. However, the present invention is not limited to such a configuration, and the positioning guidance control is performed on the automatic guided vehicle 2 (mobile station). The portion 8 may be provided, and in this case, the same effect can be obtained.
[0062]
Further, in the above-described embodiment, the data format of GGA (current position data) and VTG (current movement speed) data used as position data is standardized in NMEA0183 (National Marine Electrics Association). It is a navigation message, and the embodiment shows an example in which the present invention is implemented using such a navigation message. However, the present invention is not limited to using such a navigation message, and it goes without saying that the present invention can be similarly implemented using other navigation messages. For example, even when local data output individually from each receiver is used, the present invention can be implemented without any problem in terms of algorithm, and the same effects can be achieved.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is reliably detected that a drift has occurred in the first current position characteristic information (GGA data) of the moving object calculated based on the absolute position measurement operation, and the drift is detected. During this period, it is possible to avoid the drift by selecting the second current position specifying information calculated from the Doppler effect measurement result of the positioning radio wave in which the drift is unlikely to occur. It became possible to improve the positioning accuracy.
[0064]
Further, if the drift of the first current position specifying information does not converge even if the number of times the second current position specifying information is continuously selected exceeds the allowable number of times, a determination of poor positioning is finally made. Thus, it is possible to avoid accumulation of errors in the current position specifying operation based on the second current position specifying information, and inconvenience due to the use of the second current position characteristic information (deterioration of position characteristic accuracy due to error accumulation). Can also be avoided.
[0065]
Furthermore, since the selection of such position specifying information can be performed by signal processing inside the positioning device, the time required for the processing can be shortened, high-speed processing is possible, and the positioning device is provided outside the positioning device. Since no separate device is required, the manufacturing cost of the device does not increase, and the size of the device does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a guide device for an automated guided vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a positioning guidance control unit constituting the guidance device of the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing an outline of an operation of a positioning guidance control unit.
FIG. 4 is a flowchart showing details of a drift occurrence determination operation.
FIG. 5 is a flowchart showing details of a drift convergence determination operation.
[Explanation of symbols]
1 Guide device 2 Automated guided vehicle
3 Mobile side GPS receiver 4 Mobile side communication device
5 fixed station 6 fixed station side GPS receiver
7 Fixed station side communication device 8 Positioning guidance control unit
10 First position specifying means 11 Second position specifying means
12 Difference calculation means 13 Selection means
14 Guidance control data creation means 15 Positioning failure judgment means
α GPS satellite e Positioning radio wave
GGA current position data
VTG Current movement speed and current movement direction data
VTG _c Comparison speed / direction data
GGA _c Position data for comparison
d1, d2 difference T1, T2 threshold
T3 upper limit number of times

Claims

移動体の位置を衛星測位システムを用いて特定する移動体の測位方法であって、
衛星測位システムを用いて行う絶対位置計測操作に基づいて算定される移動体の第１の現在位置特性情報と、衛星測位システムで用いられる測位用電波のドップラ効果測定結果から算定される移動体の第２の現在位置特定情報との間の差分を作成し、この差分が許容範囲に収まる場合には、前記第１の現在位置特定情報を選択する一方、この差分が許容範囲に収まらない場合には、前記第２の現在位置特定情報を選択することを特徴とする移動体の測位方法。A method for positioning a mobile object that uses a satellite positioning system to identify the position of the mobile object,
The first current position characteristic information of the moving object calculated based on the absolute position measurement operation performed using the satellite positioning system and the moving object calculated from the Doppler effect measurement result of the positioning radio wave used in the satellite positioning system. When the difference between the second current position specifying information is created and the difference is within the allowable range, the first current position specifying information is selected, while the difference is not within the allowable range. Is a method for positioning a mobile object, wherein the second current position specifying information is selected.

請求項１記載の移動体の測位方法であって、
前記第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えると、測位不良が発生したと判断することを特徴とする移動体の測位方法。It is a positioning method of the moving body according to claim 1,
A positioning method for a moving body, characterized in that it is determined that a positioning failure has occurred when the number of times the second current position specifying information is continuously selected exceeds an allowable number.

移動体の位置を衛星測位システムを用いて特定する移動体の測位装置であって、
衛星測位システムを用いて行う絶対位置計測操作に基づいて移動体の第１の現在位置特定情報を算定する第１の位置特定手段と、
衛星測位システムで用いられる測位用電波のドップラ効果測定結果から移動体の第２の現在位置特定情報を算定する第２の位置特定手段と、
前記第１の現在位置特定情報と前記第２の現在位置特定情報との間の差分を算出する差分算出手段と、
前記差分が許容範囲に収まる場合には、前記第１の現在位置特定情報を選択する一方、前記差分が許容範囲に収まらない場合には、前記第２の現在位置特定情報を選択する選択手段とを備えたことを特徴とする移動体の測位装置。A mobile positioning device that identifies a position of a mobile using a satellite positioning system,
First position specifying means for calculating first current position specifying information of the moving body based on an absolute position measuring operation performed using a satellite positioning system;
Second position specifying means for calculating second current position specifying information of the moving object from the Doppler effect measurement result of the positioning radio wave used in the satellite positioning system;
Difference calculating means for calculating a difference between the first current position specifying information and the second current position specifying information;
Selecting means for selecting the first current position specifying information when the difference falls within an allowable range, and selecting the second current position specifying information when the difference does not fall within the allowable range; A positioning device for a moving body, comprising:

請求項３記載の移動体の測位装置であって、
前記選択手段において、前記第２の現在位置特定情報を連続して選択した回数が許容回数を越えると、測位不良が発生したと判断する測位不良判断手段をさらに備えることを特徴とする移動体の測位装置。It is a positioning device of the mobile object according to claim 3,
The mobile unit further comprises a positioning failure determination unit that determines that a positioning failure has occurred when the number of times the second current position specifying information is continuously selected exceeds an allowable number of times. Positioning device.

請求項３または４記載の移動体の測位装置を有し、さらに、この移動体の測位装置が出力する現在位置特定情報を基にして無人移動体の誘導制御データを作成する誘導制御データ作成手段を備えることを特徴とする無人移動体の誘導装置。5. Guidance control data creating means comprising the positioning device for a moving body according to claim 3 and further creating guidance control data for an unmanned moving body based on current position specifying information output from the positioning device for the moving body. A device for guiding an unmanned mobile body, comprising: